thiết kế một tủ phân phối điện có bù hệ số công suất coss 6 cấp

thiết kế một tủ phân phối điện có bù hệ số công suất coss 6 cấp

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ HỆ SỐ CÔNG SUẤT 1.1.Khái niệm chung Theo thống kê cho thấy 70% lượng điện sản xuất sử dụng xí nghiệp công nghiệp Tính chung toàn hệ thống điện, thường (10 ÷15)% lượng điện phát bị tổn thất trình truyền tải Tổn thất điện mạng điện có điện áp từ (0,1÷10)kv (tức mạng điện xí nghiệp) chiếm tới 65% tổng số tổn thất điện mạng điện xí nghiệp thường dùng điện áp tương đối thấp đường dây lại dài phân tán Giảm tổn thất điện tức giảm thiết bị phát điện nhà máy điện đồng thời giảm nhiên liệu tiêu hao Điều ảnh hưởng trực tiếp tới công nâng cao đời sống nhân dân Vốn đầu tư giảm, giá thành kwh điện giảm có ảnh hưởng đến tất ngành kinh tế khác Giảm tổn thất điện xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa quan trọng có lợi cho thân xí nghiệp mà có lợi chung cho kinh tế quốc dân Hệ số công suất cosφ xí nghiệp tiêu đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lí tiết kiệm hay không Do nhà nước ban hành sách để khuyến khích xí nghiệp phấn đấu nâng cao hệ số công suất cosφ Ví dụ hệ số công suất cosφ xí nghiệp thấp cosφ quy định xí nghiệp bị phạt, lớn thưởng Hệ số công suất cosφ xí nghiệp nước ta nói chung thấp (0,5÷0,6) Chúng ta cần phấn đấu để nâng cao dần lên (≥ 0,95) Tổn thất lượng hệ thống điện nước ta cao, tập trung nghiên cứu để đưa tổn thất điện xuống 15% Các phương pháp nghiên cứu trước thường sử dụng thành phần điện dung để bù, nhằm nâng cao hệ số công suất cosφ để giảm tổn hao, việc thiết bị tiêu thụ lượng trở mà có thành phần phản khảng Song thực tế, với việc điện áp lưới không ổn định, thay đổi theo giờ, theo phụ tải dẫn đến hệ số công suất thay đổi theo Để tăng hệ số Cosφ thông thường người ta mắc tụ song song với phụ tải, hệ số Cosφ tăng lên khoảng (0,8 đến 0,99); việc hệ số Cosφ thay đổi lớn làm cho điện áp lưới thay đổi theo, phụ tải nhỏ gây tượng điện áp lớn điện áp tiêu chuẩn lưới, dễ gây tượng hỏng thiết bị Chính mục tiêu ổn định hệ số Cosφ phụ tải thay đổi, điện áp lưới thay đổi, nhằm mục đích giảm tổn thất điện ổn định điện áp, tăng độ bền thiết bị Phương pháp thiết kế tủ phân phối điện có bù hệ số công suất Cosφ cấp, với việc sử dụng vi xử lý để thu thập thông số lưới điện sau phân tích đánh giá tự động điều khiển bù từ cấp đến cấp để ổn định hệ số công suất nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện lưới điện hạ áp 1.2 Hệ số công suất cosφ 1.2.1 Khái niệm hệ số công suất cosφ Hình 1.1: Tam giác công suất Hệ số công suất biểu diễn mối quan hệ dạng công suất hệ thống điện P, Q, S thông qua góc lệch pha điện áp dòng điện, ký hiệu cosφ S công suất toàn phần P: công suất tác dụng Q: công suất phản kháng φ: góc S P Trong thực tế tính toán khái niệm hệ số công suất cosφ dùng Khi cosφ nhỏ lượng công suất phản kháng tiêu thụ truyền tải lớn công suất tác dụng nhỏ ngược lại 1.2.2 Hệ số công suất tức thời Là hệ số công suất thời điểm đó, đo nhờ dụng cụ đo cosφ nhờ dụng cụ đo công suất, điện áp dòng điện Cosϕ = P = S P P2 + Q2 Do phụ tải thay đổi nên cosφ tức thời thay đổi theo Vì cosφ tức thời giá trị tính toán 1.2.3 Hệ số công suất trung bình Là hệ số công suất trung bình khoảng thời gian (một ca làm việc, ngày đêm, tháng ) Cosϕ = Ptb Ptb2 + Qtb2 Trong đó: Ptb = AP t − t1 Qtb = AQ t − t1 Với ap, aq lượng điện tác dụng phản kháng hộ dùng điện tiêu thụ khoảng thời gian từ t1 đến t2, xác định nhờ công tơ đo lượng Hệ số công suất trung bình cos ϕtb dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện tiết kiệm hợp lí xí nghiệp 1.2.4 Hệ số công suất tự nhiên Hệ số công suất tự nhiên hệ số công suất trung bình tính cho năm, thiết bị bù, kí hiệu cos ϕtn Hệ số công suất cos ϕtn dùng làm để tính toán nâng cao hệ số công suất bù công suất phản kháng Việc tính toán đánh giá chi phí công suất phản phản kháng thông tư phủ ban hành,chúng phụ thuộc vào hệ số phạt phản kháng (k%).Giá trị phụ thuộc vào hệ số công suất (cosφ) giá trị k 44,07 với trường hợp cosφ , 0,6 Bảng 1:Mối quan hệ k cos Cosφ k (%) Cosφ k (%) Cosφ k (%) 0.85 0.80 6.25 0.75 13.33 0.84 1.19 0.79 7.59 7.59 14.86 0.83 2.41 0.78 8.97 0.73 16.44 0.82 3.66 0.77 10.39 0.72 18.06 0.81 4.94 0.76 11.84 0.71 19.72 1.2.5 Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất cosφ  Giảm tổn thất công suất ∆p mạng điện ∆P = P2 + Q2 P2 Q2 R = R + R = ∆P( P ) + ∆P( Q ) U2 U2 U2 Khi giảm Q truyền tải đường dây giảm thành phần tổn thất công suất công suất phản kháng gây ∆P(Q)  Giảm tổn thất điện áp ∆U mạng Ta biết, tổn thất điện áp tính sau: ∆U = PR + QX P Q = R + X = ∆U ( P ) + ∆U ( Q ) U U U Như giảm Q truyền tải đường dây (trong mạng) giảm thành phần tổn thất điện áp công suất phản kháng gây nên ∆U(Q)  Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp Khả truyền tải đường dây máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép chúng Dòng điện chạy đường dây máy biến áp tính sau: S I= = 3.U P2 + Q2 3.U Biểu thức chứng tỏ rằng, với tình trạng phát nóng định đường dây máy biến áp, ta tăng khả truyền tải công suất tác dụng P mạng cách giảm công suất phản kháng Q mà chúng phải truyền tải Vì giữ nguyên đường dây máy biến áp, cosφ mạng nâng cao khả truyền tải đường dây máy biến áp tăng lên Ngoài việc nâng cao cosφ đưa đến hiệu giảm chi phí kim loại màu, góp phần làm ổn định điện áp, tăng khả phát điện máy phát điện Trong thiết kế, có xét tới bù công suất phản kháng chọn tiết diện dây dẫn nhỏ máy biến áp có công suất nhỏ Vì vậy, việc nâng cao hệ số công suất cosφ cần phải quan tâm mức công tác thiết kế vận hành  Giảm giá thành tiền điện: - Nâng cao hệ số công suất đem lại ưu điểm kỹ thuật kinh tế, giảm tiền điện - Trong giai đoạn sủ dụng điện có giới hạn theo qui định Việc tiêu thụ lượng phản kháng vượt 40% lượng tác dụng (tgφ > 0,4: giá trị thoã thuận với công ty cung cấp điện) người sử dụng lượng phản kháng phải trả tiền hàng tháng theo giá hành - Do đó, tổng lượng phản kháng tính tiền cho thời gian sử dụng là: kVAr ( phải trả tiền ) = KWh ( tgφ – 0,4) - Mặc dù lợi giảm bớt tiền điện, người sử dụng cần cân nhắc đến yếu tố phí tổn mua sắm, lắp đặt bảo trì tụ điện để cải thiện hệ số công suất Tối ưu hoá kinh tế - kỹ thuật - Cải thiện hệ số công suất cho phép người sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt cáp nhỏ V.V…đồng thời giảm tổn thất điện sụt áp mạng điện Hệ số công suất cao cho phép tối ưu hoá phần tử cung cấp điện Khi thiết bị điện không cần định mức dư thừa Tuy nhiên để đạt kết tốt nhất, cần đặt tụ cạnh cạnh phần tử thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng 1.3 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ      Áp dụng công nghệ đại vào sản xuất Sử dụng hợp lí thiết bị điện Nâng cao điện áp định mức điện áp vận hành mạng điện Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lí cho mạng điện Kiểm tra thường xuyên tổn thất điện mạng điện cosφ xí nghiệp Tuy nhiên lúc thực biện pháp tiết kiệm điện nâng cao hệ số công suất cosφ, cần ý không gây ảnh hưởng đến trình sản xuất xí nghiệp nhân dân lao động  Giảm công suất phản kháng truyền tải đường dây máy biến áp thiết bị bù CHƯƠNG 2: CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 2.1 Các phương pháp nâng cao hệ số công suất Theo kinh nghiệm vận hành người ta đưa biện pháp chủ yếu sau đây: a Chọn công suất động không đồng truyền động cho máy công cụ Muốn nâng cao hiệu truyền động điện, tính kinh tế lượng điện cần sử dụng hết công suất thiết bị công nghệ; liên quan đến việc sử dụng tốt thiết bị điện động không đồng bộ, máy biến áp Nói cách khác chọn công suất thiết bị điện nói chung động điện nói riêng Làm hạn chế công suất phản kháng tiêu thụ truyền động điện Biện pháp áp dụng thiết kế trang bị điện b Thay động chạy non tải động có công suất nhỏ Chúng ta biết hệ số công suất động phụ thuộc lớn vào hệ số phụ tải động Khi làm việc động không đồng tiêu thụ lượng công suất phản kháng: Q = Q0 + (Qdm − Q0 ).k pt2 Trong đó: Q0 công suất phản kháng mà động tiêu thụ từ lưới điện chạy không tải Q0 = 3.U dm I = 3.U dm I dm I0 % 100 Q0 thường chiếm tỉ lệ (60÷70)% Qđm Với: Qdm = Pdm tgϕ dm η dm  η dm hiệu suất định mức động  Qđm công suất phản kháng mà động tiêu thụ từ lưới làm việc định mức  kpt hệ số phụ tải P S k pt = tb = Pdm S dm  U     U dm  Với :  S, Sđm hệ số trượt thực tế hệ số trượt định mức động  U, Uđm điện áp thực tế điện áp định mức động Hệ số công suất động tính theo biểu thức: Cosϕ = Ptt = Stt Ptt Ptt2 + Qtt2 = Ptt2 + Qtt2 Ptt2 = 1+ Qtt2 Ptt2 =  Q + (Qdm − Q0 )k pt2  1+   Pdm k pt   (2.1) Hình 2.1: Đồ thị biểu diễn quan hệ cosφ = f(kpt) Từ biểu thức (2.1) (hình 2.1) ta thấy động làm việc non tải tức kpt nhỏ cosφ thấp Ví dụ: động có cosφ = 0,8 kpt = Khi kpt = 0,5 cosφ = 0,65 Khi kpt = 0,3 cosφ = 0,5 Rõ ràng thay động làm việc non tải động có công suất nhỏ ta tăng kpt nâng cao hệ số công suất cosφ động giảm lượng Q tiêu thụ Theo kinh nghiệm vận hành, động có k pt < 0,45 việc thay động có công suất nhỏ luôn có lợi không cần phải tính toán kiểm tra; kpt > 0,7 không nên thay Trong trường hợp 0,45 < k pt< 0,7 cần phải so sánh kinh tế kỹ thuật xác định việc thay có lợi hay không Điều kiện để định thay động tổn thất công suất tác dụng hệ thống cung cấp điện động phải nhỏ Tổn thất công suất tác dụng tính sau: ∆P∑ = Q.k kt + ∆Pdc Trong đó:  Q công suất phản kháng động tiêu thụ từ lưới  kkt hệ số gọi đương lượng kinh tế công suất phản kháng kw/kvar (tra sổ tay )  ∆Pdc tổn thất công suất tác dụng động ∆Pdc = ∆P0 + ∆Pdm k pt2 Với P  ∆Pdm =  dm − Pdm  − ∆P0  η dm  Trong đó: ∆P0 tổn thất công suất tác dụng động chạy không tải 2 Như vậy: ∆P∑ = [Q0 + (Qdm − Q0 )k pt ].k kt + ∆P0 + ∆Pdm k pt Khi tính toán, ∆P∑ < ∆P∑ việc thay động động hợp lý Tuy nhiên để định có thay động hay kể đến chi phí phụ cho việc tháo dỡ động cũ lắp đặt động kể chi phí khớp nối c Giảm điện áp động làm việc non tải Biện pháp dùng điều kiện thay động làm việc non tải động công suất nhỏ Công suất phản kháng mà động tiêu thụ xác định sau: ( 2) U2 Q=k f v µ (1) (2.2) Trong đó:  k số  U điện áp đầu cực động (v)  μ hệ số từ thẩm (h/cm)  f tần số lưới điện (hz)  v thể tích mạch từ (cm) Từ biểu thức (2.2) ta thấy công suất phản kháng Q tỉ lệ với bình phương điện áp U Vì giảm U Q giảm rõ rệt cosφ động tăng lên Trong thực tế người ta thường dùng biện pháp sau để giảm điện áp đặt lên cuộn dây động làm việc non tải:  Đổi nối dây quấn stator từ ∆ thành Y  Thay đổi cách phân nhóm dây quấn stator  Thay đổi đầu phân áp máy biến áp để hạ thấp điện áp mạng phân xưởng Khi đổi nối dây quấn stator từ ∆ thành Y điện áp đặt lên cuộn dây pha động giảm lần cosφ hiệu suất động nâng lên Đồng thời mômen cực đại động giảm lần so với trước Vì cần phải kiểm tra lại khả mở máy làm việc ổn định động Biện pháp dùng cho động có điện áp nhỏ 1000V hệ số phụ tải khoảng (0,35÷0,4) Biện pháp thay đổi phân nhóm dây stator thường dùng với động có công suất lớn có nhiều mạch nhánh song song pha Biện pháp khó thực phải tháo động thay đổi cách quấn dây Biện pháp thay đổi đầu phân áp máy biến áp để giảm điện áp mạch phân xưởng phép thực tất động phân xưởng làm việc non tải phân xưởng thiết bị yêu cầu cao mức điện áp, thực tế biện pháp sử dụng d Hạn chế động không đồng chạy không tải Các máy công cụ trình gia công thường nhiều lúc phải chạy không tải, chẳng hạn chuyển từ động tác gia công sang động tác gia công khác, chạy lùi dao thao tác công nhân không hợp lí, mà nhiều lúc máy chạy không tải Theo thống kê cho thấy rằng, máy công cụ, thời gian chạy không tải chiếm khoảng (35÷65)% thời gian làm việc, cosφ động thấp (0,1÷0,15) Vì thế, hạn chế động chạy không tải biện pháp tốt để nâng cao cosφ động Hạn chế động chạy không tải thực theo hai hướng:  Vận động công nhân hợp lí hoá thao tác, hạn chế đến mức thấp thời gian máy chạy không tải  Đặt phận hạn chế hành trình không tải sơ đồ khống chế động cơ, động chạy không tải thời gian chỉnh định, động bị cắt khỏi mạng Bộ hạn chế hành trình không tải sử dụng trường hợp mang lại hiệu kinh tế, có nghĩa phải làm giảm lượng tác dụng phản kháng tiêu thụ từ lưới, bù đắp chi phí đầu tư, lắp đặt hành trình không tải e Đề cao chất lượng, sửa chữa động Ảnh hưởng chất lượng sửa chữa động đến cosφ động thường thay đổi tham số cuộn dây (như số vòng dây pha sơ đồ nối dây, điện áp đặt vòng dây ) khe hở không khí Ta xét số trường hợp không thay đổi sơ đồ nối dây điện áp đặt vào cuộn dây thì:  Khi tiết diện dây không thay đổi, số vòng dây pha giảm 10% ∅max tăng 10% công suất phản kháng dòng không tải tăng 25% giảm độ từ thẩm mạch từ bão hoà, cosφ động giảm từ cosφ đm = (0,85÷0,87) xuống (0,8÷0,82) cosφđm = (0,8÷0,82) xuống tới (0,74÷0,75) Tổn thất công suất phép tỉ lệ với bình phương mật độ từ cảm, tổn thất công suất tác dụng tăng 21% E = 4,44.kdq.f.W.∅m ≈ U = Const Hay: W.∅m = Const Nếu W giảm ∅m tăng - μ giảm Q = k.f.r.μ.∅2  Khi số vòng dây pha tăng 10% tiết diện dây giảm 10% thể tích đồng không thay đổi, từ thông ∅m giảm 10% dẫn tới μ tăng lên Công suất phản kháng Q dòng không tải giảm 25% cosφ động tăng lên Nếu cosφđm = (0,85÷0,87) tăng lên (0,9÷ 0,91) Cosφđm = (0,8÷0,82) tăng lên (0,85÷0,87) Tổn thất công suất tác dụng thép giảm 19%, dòng stator tăng 10%, dòng tác dụng stator tăng, dòng phản kháng stator giảm 25% Nhưng mật độ dòng cuộn dây stator tăng 10%, tổn thất công suất tác dụng cuộn dây: ∆Pcu = ρ.v.j2 Trong đó:  v thể tích đồng  j mật độ dòng điện Như tổn thất công suất tác dụng cuộn dây tăng lên 21%; hiệu suất động giảm gần 1% động làm việc định mức, k pt = (0,5÷0,7) hiệu suất lại tăng lên Khi tiết diện dây không đổi, số vòng dây pha tăng 10% ∅m giảm 10%, q0 i0 giảm 25% tổn thất công suất thép ∆P fe giảm 19% cosφ tăng lên, dòng cuộn dây rotor tăng 10% stator không đổi, (istator = const) Tổn thất công suất tác dụng dây quấn rôto tăng 21%, stator tăng 10% Hiệu suất động lớn hiệu suất định mức (η > η đm ) Nếu khe hở không khí không đều, dẫn đến đối xứng từ trường, làm cho lõi thép có chỗ bị bão hoà, chỗ không bị bão hoà Vì không sử dụng hết khả cho lõi thép làm cho cosφ hiệu suất động giảm f Vận hành hợp lí máy biến áp Trong xí nghiệp, máy biến áp vận hành liên tục suốt ngày đêm Vì vậy, công suất phản kháng máy biến áp tiêu thụ để từ hoá lõi thép nhỏ nhiều công suất phản kháng xí nghiệp tiêu thụ, phải quan tâm đến  Thay máy biến áp vận hành non tải Máy biến áp vận hành không tải tiêu thụ công suất phản kháng 60% công suất phản kháng tiêu thụ phụ tải định mức Từ ta thấy máy biến áp vận hành non tải cosφ giảm Ví dụ: máy biến áp luôn vận hành non tải phải thay máy biến áp có công suất nhỏ (thường kpt < 0,3), việc thực thiết kế  Vận hành kinh tế trạm biến áp Khi trạm có từ hai máy biến áp trở lên tuỳ theo thay đổi phụ tải mà ta có phương thức vận hành cho kinh tế Ví dụ phụ tải nhỏ (ca chẳng hạn) cắt bớt máy biến áp để máy lại đủ tải g Dùng động đồng thay động không đồng Ở máy sản xuất có công suất tương đối lớn không điều chỉnh tốc độ máy bơm, máy quạt, máy nén khí ta nên dùng động đồng bộ, có ưu điểm sau so với động không đồng Hệ số công suất cosφ cao, cần cho làm việc chế độ kích thích để trở thành máy bù cung cấp công suất phản kháng cho mạng 10 Nút nhấn dự kiến với nhiều nhóm tiếp điểm thường đóng thường mở Màu nút nhấn màu xanh, đỏ, đen, hay không màu suốt Các nút nhấn dùng để ngưng làm việc mạch điện tương ứng cần phải có màu đỏ Các cực nút nhấn đánh số rõ tiếp điểm thường đóng thường mở Nút nhấn gọi nút điều khiển, loại khí cụ điện dùng để đóng, ngắt từ xa thiết bị điện từ khác nhau, dụng cụ báo hiệu để chuyển đổi 65 mạch điện điều khiển, tín hiệu, liên động, bảo vệ… mạch điện chiều điện áp đến 440V mạch điện xoay chiều điện áp đến 500V, tần số 50 Hz Nút nhấn thông dụng để khởi động, dừng, đảo chiều quay động điện cách đóng ngắt mạch cuộn dây hút contactor, khởi động từ mắc mạch động lực động Nút nhấn thường đặt bảng điều khiển, tủ điện, hộp nút nhấn Nút nhấn thường nghiên cứu chế tạo để làm việc môi trường không ẩm ướt, hóa chất bụi bẩn Nút nhấn bền tới 1.000.000 lần đóng không tải 200.000 lần đóng ngắt có tải a) Phân loại cấu tạo  Theo hình dạng bên nút nhấn chia làm bốn loại:  Loại hở  Loại bảo vệ  Loại bảo vệ chống nước chống bụi  Loại bảo vệ chống nổ  Theo yêu cầu điều khiển, nút nhấn chia loại nút, nút, nút  Theo kết cấu bên trong, nút nhấn có loại có đèn báo loại đèn báo Nút nhấn kiểu bảo vệ chống nước đặt vỏ hộp làm khít để tránh nước lọt vào Nút nhấn kiểu bảo vệ chống nước, bụi đặt vỏđể chống ẩm bụi lọt vào Nút nhấn kiểu chống nổ dùng hầm lò (mỏ than) nơi có khí nổ lẫn không khí Cấu tạo đặc biệt kín khít để không lọt tia lửa đặc biệt vững để không bị phá vỡ nổ Hình.6.16 Cấu tạo nút nhấn – 2: tiếp điểm thường đóng (NC)1 – 4: tiếp điểm thường mở (NO) 66 6.6.1 Cầu chì  Cầu chì loại khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị lưới điện tránh cố ngắn mạch, thường dùng để bảo vệ cho đường dây dẫn, máy biến áp, động điện, thiết bị điện, mạch điện điều khiển, mạch điện thấp sang  Cầu chì có đặc điểm đơn giản, kích thước bé, khả cắt lớn giá thành hạ nên ứng dụng rộng rãi  Các tính chất yêu cầu cầu chì:  Cầu chì có đặc tính làm việc ổn định, không tác động có dòng điện mở máy dòng điện định mức lâu dài qua  Khi có cố ngắn mạch, cầu chì tác động phải có tính chọn lọc 67  Việc thay cầu chì bị cháy phải dễ dàng tốn thời gian a) Cấu tạo nguyên lý hoạt động  Cấu tạo:  Phần tử ngắt mạch: phần cầu chì, phần tử phải có khả cảm nhận giá trị hiệu dụng dòng điện qua Phần tử có giá trị điện trở suất bé (thường bạc, đồng hay vật liệu dẫn có giá trị điện trở suất nhỏ lân cận với giá trị nêu trên…) Hình dạng phần tử dạng dây (tiết diện tròn), dạng băn mỏng  Thân cầu chì: thường thủy tinh, ceramic (sứ gốm) hay vật liệu khác tương đương Vật liệu tạo thành thân cầu chì phải đảm bảo hai tính chất: o Có độ bền khí o Có độ bền điều kiện dẫn nhiệt chịu đựng thay đổi nhiệt độ đột ngột mà không hư hỏng  Vật liệu lấp đầy (bao quanh phần tử ngắt mạch thân cầu chì): thường vật liệu silicat dạng hạt, phải có khả hấp thu lượng sinh hồ quang phải đảm bảo tính cách điện xảy tượng ngắt mạch  Các đầu nối: thành phần dùng định vị cố định cầu chì thiết bị đóng ngắt mạch; đồng thời phải đảm bảo tính tiếp xúc điện tốt  Nguyên lý hoạt động  Đặc tính cầu chì phụ thuộc thời gian chảy đứt với dòng chạy qua (đặt tính ampe – giây) Để có tác dụng bảo vệ, đường ampe – giây cầu chì thời điểm phải thấp đặc tính đối tượng cần bảo vệ  Đối với dòng điện định mức cầu chì: lượng sinh hiệu ứng Joule có dòng điện định mức chạy qua tỏa môi trường không gây nên nóng chảy, cân nhiệt thiết lập giá trị mà không gây già hóa hay phá hỏng phần tử cầu chì  Đối với dòng điện ngắn mạch cầu chì: cân cầu chì bị phá hủy, nhiệt cầu chì tăng cao dẫn đến phá hủy cầu chì b)Các đặc tính điện cầu chì  Điện áp định mức giá trị điện áp hiệu dụng xoay chiều xuất hai đầu cầu chì (khi cầu chì ngắt mạch), tần số nguồn điện phạm vi 48Hz đến 62Hz  Dòng điện định mức giá trị hiệu dụng dòng điện xoay chiều mà cầu chì tải liên tục thường xuyên mà không làm thay đổi đặc tính  Dòng điện cắt cực tiểu giá trị nhỏ dòng điện cố mà dây chì có khả ngắt mạch Khả cắt định mức giá trị dòng điện ngắn mạch mà cầu chì cắt 68 c Tính toán dung lượng tụ: Ta đo dòng điện 3.6 A Điện áp định mức 380V Từ số liệu ta chọn khí cụ điện sau: 1.1Chọn CB: 1.1.1 Chọn CB tổng: Kiểu: LS Iđm = 20 (A) IN = 2.5 (kA) Số lượng: 1.1.2 Chọn CB đóng cắt cấp tụ: Kiểu LS Iđm = 10 (A) Uđm = 250 (V) IN = 2.5 (kA) Số lượng: 1.2 Chọn Contactor: Kiểu LS Uđm = 240 (V) Iđm = 4(A) Số lượng: 1.3 Tính toán dung lượng tụ: -Đấu tụ theo hình Y -Hệ số công suất trước bù: Cosϕ1 = 0.42 => tan ϕ1 = 2.16 -Hệ số công suất tải sau bù mong muốn là: cos ϕ = 0.85 => tan ϕ = 0.619 -Dòng điện đo I=1,775A -Công suất tổng tải: ∑ Ptai = 3U d I d Cosϕ = × 380 × 1.775 × 0.42 = 490.673 (W)=0.490673(KW) -Vậy tổng công suất phản kháng cần bù pha là: ∑ Qbu pha =∑ Ptai (tan ϕ1 − tan ϕ 2) =0.490673.(2.16-0.619)=0.756 (KVAr) -Công suất phản kháng pha là: Qbù pha = Ta có: Qbù pha = 2π fC.U C= Qbu1 pha 2π f C U = ∑ bu3 pha = 0.756 = 0.252( KVAr ) 3 252 = 16,57( µ F ) 2π 50.2202 Vì tụ đấu Y nên C1tu = 16, 57 = 2, 7( µ F ) 69 Trong thực tế dung lượng tụ không dung lượng ghi nhãn tụ có dung lượng tính toán, nên ta chọn tụ lớn Vậy ta chọn cấp µ F 6.7:Mạch điều khiển động lực tủ tụ bù cấp công suất 2kvar 70 6.8 Sơ đồ đấu nối thiết bị mô hình 6.9: Sơ đồ bố trí thiết bị mặt tủ 71 72 6.10:Sơ đồ bố trí thiết bị mặt tủ 6.11:Hình ảnh tủ tụ tụ bù cấp công suất 2kvar 73 6.12:Sơ đồ bố tri hộp chứa tụ bù 74 6.13:Hình ảnh thực tế hộp chứa tụ bù 6.14.Hình ảnh thi công lắp đặt tủ tụ bù 75 76 77 78 79 [...]... kbù Qbù Trong đó : kbù = ∆Pbù Qbù kw/kvar là lượng tổn thất công suất tác dụng trên một đơn vị dung lượng thiết bị bù hay còn gọi là công suất tổn thất của thiết bị bù Qbù ( 2.Q − Qbù ) R − kbù Qbù U2 Q R ∂∆P ' = bù 2 ( 2.Q − Qbù ) − kbù Qbù U ∂∆P ' = 3.2) Muốn tìm Qbù tối ưu ta đạo hàm Phương trình (3.2) theo Qbù và cho bằng không, ta được: ⇒ [ ] ∂ ∂∆P ' R R = 2 ( 2Q − Qbù ) − 2 Qbù − kbù = 0 ∂Qbù U... định là 0,95 chứ không cần có trị số thật chính xác Thường bù cosφ lên trị số từ 0,9 đến 0,95 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 3.1 Đương Lượng Kinh Tế Của Công Suất Phản Kháng Việc bù công suất phản kháng sẽ đưa đến hiệu quả là nâng cao được hệ số công suất cosφ và giảm được tổn thất công suất tác dụng trong mạng do giảm được công suất phản kháng truyền tải... hai loại thiết bị bù chủ yếu là máy bù đồng bộ và tụ điện tĩnh 2.2.2 Các loại bù công suất phản kháng a Bù trên lưới điện áp Trong mạng lưới hạ áp, bù công suất được thực hiện bằng: 11  Tụ điện với lượng bù cố định (bù nền)  Thiết bị điều chỉnh bù tự động hoặc một bộ tụ cho phép điều chỉnh liên tục theo yêu cầu khi tải thay đổi Chú ý : Khi công suất phản kháng cần bù vượt quá 800 kvar và tải có tính... góp cấp nguồn cho nhiều động cơ nhỏ và các phụ tải có tính cảm kháng đối với chúng việc bù từng thiết bị một tỏ ra quá tốn kém  Trong các trường hợp khi tải không thay đổi c Bộ tụ bù điều khiển tự động (bù ứng động) Bù công suất thường được hiện bằng các phương tiện điều khiển đóng ngắt từng bộ phận công suất Thiết bị này cho phép điều khiển bù công suất một cách tự động, giữ hệ số công suất trong một. .. ∂Qbù U U 2.R 2R Qbù = 2 Q − kbù 2 U U U 2  2R U2  ⇒ Qbù = Q − kbù  = Q − kbù 2 R U 2 2.R  Qbù tối ưu= 2QR − kbù U 2 U2 =Q− kbù 2R 2R 18 Nếu dung lượng bù Qbù nhỏ hơn nhiều so với công suất phản kháng truyền trên đường dây Q (điều này thường xảy ra trong thực tế) thì ta có thể xem  Qbù tối ưu = Q.1 −  kbù k kt Qbù = 0 và ta có: Q    3.2.2 Tính dung lượng bù theo hệ số công suất cosφ Trong... +atc).k 0bù. Qbù là chi phí do đặt thiết bị bù Trong đó:  avh là hệ số vận hành thiết bị bù kể cả tu sửa và bảo quản  atc là hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư (1/t)  k 0bù là giá tiền 1kvar thiết bị bù (đ/kvar) 19  Z2 = ∆P 0bù. Qbù.T.β là chi phí về tổn thất điện năng do bản thân thiết bị bù tiêu thụ Trong đó:  β là giá tiền 1 kwh điện (đ/kwh)  t là thời gian làm việc của thiết bị bù  ∆P 0bù là tổn... Hình 4.5: Sơ đồ phân bố dung lượng bù theo mạng phân nhánh Được phân bố theo nguyên tắc từ cuối đường dây trở về nguồn và phân tối đa công suất ở những phụ tải cuối đường dây Nếu q3 > qbù3 ta có qbù3 = q3 do đó còn lại qbù - qbù3 phân vào nút 2 tiếp tục như vậy khi nào qbù < qi thì dừng 4.1.5 Phân phối dung lượng bù trong mạng điện hỗ hợp Ta có sơ đồ mạng điện hỗn hợp như (hình 4 .6) : Tính điện trở tương... bộ phận cơ bản của thiết bị bù công suất phản kháng a).Bộ tự động điều chỉnh công suất phản kháng q Bộ tự động điều chỉnh công suất phản kháng được thiết kế với việc áp dụng các vi mạch cho phép thu nhận và xử lý tín hiệu nhanh và chính xác Các cơ cấu này cũng có thể thực hiện vai trò đo lường Các tham số chế độ của mạng điện như điện áp, dòng điện, tần số, công suất, hệ số cosφ v.v có thể được biểu... nhất Thiết bị bù có thể đặt ở phía điện áp cao hoặc ở phía điện áp thấp, nguyên tắc bố trí thiết bị bù là làm sao đạt được chi phí tính toán nhỏ nhất Máy bù đồng bộ, vì có công suất lớn nên thường được đặt tập trung ở ngững điểm quan trọng của hệ thống điện Ở xí nghiệp lớn, nếu có máy bù thì nó thường được đặt ở phía điện áp cao của trạm biến áp trung gian hoặc phân phối Tụ điện có thể đặt ở mạng điện. .. − Qbù ∑ + Qbù1 + Qbù 2 ).r3 = 0 ∂Qbù1 ∂∆P = −2( Q2 − Qbù 2 ).r2 + 2( Q3 − Qbù ∑ + Qbù1 + Qbù 2 ) r2 = 0 ∂Qbù 2 Từ biểu thức trên ta thấy: ( Q1 − Qbù1 ).r1 = ( Q2 − Qbù 2 ).r2 Tương tự ta có: (Q1 - Qbù1).r1 = (Q3 - Qbù3).r3 Do đó : Qbù 2 = Q2 − r1 r r (Q1 − Qbù1 ) → Q2 − 1 Q1 + 1 Qbù1 r2 r2 r2 Qbù 3 = Q3 − r1 r r (Q1 − Qbù1 ) → Q3 − 1 Q1 + 1 Qbù1 r3 r3 r3 Thế vào phương trình (4.1) ta có: Qbù1 + Q2 − ... 1.2.4 Hệ số công suất tự nhiên Hệ số công suất tự nhiên hệ số công suất trung bình tính cho năm, thiết bị bù, kí hiệu cos ϕtn Hệ số công suất cos ϕtn dùng làm để tính toán nâng cao hệ số công suất. ..1.2 Hệ số công suất cosφ 1.2.1 Khái niệm hệ số công suất cosφ Hình 1.1: Tam giác công suất Hệ số công suất biểu diễn mối quan hệ dạng công suất hệ thống điện P, Q, S thông qua góc lệch pha điện. .. định điện áp, tăng khả phát điện máy phát điện Trong thiết kế, có xét tới bù công suất phản kháng chọn tiết diện dây dẫn nhỏ máy biến áp có công suất nhỏ Vì vậy, việc nâng cao hệ số công suất